含腐蚀损伤加筋板的极限强度分析(3)
1.2 国内外研究现状 目前，在船舶与海洋结构物的极限强度分析中，通常以结构物在修复期内任意一个时刻，板厚或壁厚以某种形式速率的减少来表示腐蚀的影响[1]。具体做法是：提出一个针对性的时变腐蚀厚度模型，依此计算出结构在服役期内任意时刻板厚的均值和方差，对结构进行剖面折减[2]。此类处理方法的首要任务在于根据结构类型的腐蚀环境、材料特性等提出合理的腐蚀数学模型。模型的适合与否直接影响到结构可靠性计算的正确性。船舶与海洋结构物所处的环境极为复杂，随着地域、气候和水深的不同，海水的物理和化学特性也存在着不可忽略的变化[3]。影响海水中金属腐蚀的环境因子包括：海水的盐度、电导率、含氧量、PH 值、温度、流速与波浪、海生物等[4]。最常见的腐蚀是均匀腐蚀和点腐蚀。
1.2.1 均匀腐蚀及其结构强度研究 均匀腐蚀是当前对腐蚀影响研究的主要假定模型。将腐蚀速率作为一个具有常均值的随机变量，即假定钢板厚度的减少是随着时间线性变化的。然而腐蚀试验数据证明，单一的线性腐蚀厚度模型并不能很好地描述实际上极为复杂的钢材腐蚀行为，采用非线性腐蚀厚度模型更为合理[5-8]。 在国外，Guedes Soares C 首次考虑均匀腐蚀对结构可靠性的影响[9-12]。将由于腐蚀引起的板厚的减少，处理成板单元在压应力作用下承载能力的降低。讨论了不同的检修策略下不同的极限腐蚀厚度、腐蚀速率以及许用应力对结构可靠性的影响。Unyime O.Akpan 等研究了综合考虑腐蚀、疲劳破坏及腐蚀加速疲劳破坏 (Corrosion enhanced fatigue)等作用影响下船体时变随机模型[13]。在国内，综合考虑腐蚀、疲劳影响的海洋平台可靠性的研究近年来也颇受关注。王立成、宋玉普等考虑均匀腐蚀导致管壁的减薄，得出了基于抛物线模型的钢管壁厚损失率及其均值和方差的表达式[14-15]。许亮斌、陈国明等通过实验和现场观测建立腐蚀损伤的概率特性，得出了由腐蚀引起的构件抗力衰减函数，并进一步得到考虑腐蚀效应的动态可靠度[16]。 由于均匀腐蚀影响简化为钢结构壁厚或板厚的减薄，模型分析较为简单，国内外在此方面研究较多，已较成熟。该模型无法反应真实的腐蚀面积分布，腐蚀局部厚度的减少，因此，需要开展更为合理的腐蚀模型及其作用下的结构强度研究。